機械設計三維建模的教學方法探索

王曉玲　李勇峰

摘要：本文通過結合機械設計專業(yè)課的課程特點及三維建模的特點，在專業(yè)課的教學上采用一系列教學方法激發(fā)學生的學習興趣，從而提高機械設計專業(yè)教學效果。

關鍵詞：激發(fā)；三維建模；教學方法

1 前言

現(xiàn)實中，由于學生的生源素質不斷下降，對教師在教學技巧和方法上提出了更高的要求。在現(xiàn)有的大學生教育中，很多教師都抱怨說，我們的學生文化基礎差，學習積極性不高，似乎學什么都沒有興趣，導致在上課時有“倒下一大片” 打瞌睡的現(xiàn)象，這種現(xiàn)象的出現(xiàn)，至少說明兩個問題，一是學生的學習主動性不夠，二是教師在如何激發(fā)學生的學習興趣方面上探討的不夠深刻。愛因斯坦說：“興趣是最好的教師”，我們應該在如何激發(fā)學生的學習興趣上下功夫，提高學生學習興趣，來達到預期的教學目的。不同的學科有各自的具體特點和方法，下面本人針對如何激發(fā)機械設計專業(yè)課學習興趣的教學方法作一個初步探索[1]。

2學習興趣與教學

學習興趣是學生力求認識世界，渴望獲得知識和探求真理并帶有情緒色彩的認識傾向，學習興趣又是在好奇心、求知欲的基礎上產生的，是學習需要的一種表現(xiàn)形式。因此，教師在上課開始時，就要引發(fā)學生對課題的興趣，做好課題的鋪墊，讓學生對他尚不能解決的問題產生好奇，感興趣，讓其注意力指向學習目標。要做到這一點，創(chuàng)設一定的情境，能讓學生親身體驗到，比用口頭解說要好很多。因此，我們在機械設計教學中，可以創(chuàng)設一些生活中的物件為教學對象，把枯燥、刻板的原理融化在多姿多彩的真實情境中，化抽象為直觀，化刻板為生動，讓學生在歡樂、活躍的氛圍中學習，可大大激發(fā)學生的求知欲[2]。

例如：在講解三維建模中的放樣與旋轉時，可將學生日常常見的物體水杯、牙膏等作為講解對象。又如：當我們要講解三維物體的色彩體現(xiàn)時，就將上述所建的模型作為講解的對象，在講解玻璃材質的屬性時以水杯作為對象，以手機作為對象來講解金屬材質屬性，讓學生和現(xiàn)實中的物件進行對比，使學生在觀察材質屬性的效果圖中產生興趣和疑問及求知的欲望，老師根據(jù)這些現(xiàn)象，一步一步向學生闡明點材質的表現(xiàn)原理、如何調節(jié)相關屬性及如何掌握一般材質的有關屬性參數(shù)，從而系統(tǒng)地理解材質的內涵。

3 循序漸進式教學

機械設計專業(yè)的課程中，每一門課程互相聯(lián)系，同一門課程的不同章節(jié)也聯(lián)系緊密，從三維建模的原理來說，也是每個建模思想與其他的專業(yè)課之間相互聯(lián)系的。如果在教學過程直接宣講要學的新知識，有可能讓學生產生“蘋果太高摘不到”的心理，教師可以由舊知識及經(jīng)驗導出新知識、新課題的學習, 這樣讓學生產生“我能懂”的心理，以提高學生的學習興趣。所以，我們在講授三維建模領域新知識時，如果與學生舊有的知識、技能、習慣性的思維方式與活動方式有聯(lián)系，學生就會興致勃勃地投入學習。教師在教授新知識之前，盡可能使學生回憶舊有經(jīng)驗并注意誘發(fā)一連串疑問。例如：我們在講解NURBS曲線建模方法時，可與傳統(tǒng)的放樣、旋轉、擬合鄧建模方法相對比；講解金屬材質的質地表達效果時，可與玻璃的質地表達方法相對比，在講述燈光的照射原理時可與太陽、照明燈等照射原理相比。

4 理論實例分析教學法

機械設計專業(yè)三維建模課程涉及的知識是非常廣泛的，如果用傳統(tǒng)的課堂教學方法去先講解理論，然后再進行實驗的形式訓練學生的技能，效果并不理想。因為，理論比較抽象和枯燥，學生的理解能力相對比較弱，學生難于聽好課，記憶不牢。因此，可采用實例分析法進行教學，讓學生覺得原來高深的理論知識和日常生活這么密切, 這樣的教學方法，有利于激發(fā)學生的學習興趣，有利于學生把學到的知識與實踐相結合。

所謂實例分析教學法，是以“實例分析”為載體，教師對學生進行理論知識和技能的教學。即在教師在指導下，根據(jù)教學目標內容的需要，采用典型三維建模實例進行分析，把教學目標要求的一些理論知識和要求學生必須掌握的技能融入到實例中去，通過分析實例，教會學生相關的理論知識和技能。

5 感性認識與理性認識法

感性認識是認識的初級階段, 是人們在實踐的基礎上, 客觀事物直接作用于人的感官而產生的一種關于事物現(xiàn)象的認識，沒有感性材料，理性認識就成為無源之水，無本之木。由于機械設計專業(yè)三維建模是一個非常復雜的科技綜合體，它既含有機械設計的基本思想，復雜的藝術設計美學原理的應用，還有計算機軟件建模的前沿思想等，并且現(xiàn)在建模軟件非常多。如果采用傳統(tǒng)的教學方法，先講理論，再到實驗室去做實驗，往往收效不大。學生由于缺乏對三維建模后的效果圖缺乏感性認識，教師在講授三維建模相關理論知識的時候，會令學生由于理解不了或聽不懂而產生畏難的心理，對學習失去興趣。因此，我們在講新課時，結合學生喜歡動手的特點，可先讓學生在思考將要講解的模型的建模方法與思路，讓學生對模型的建立方法過程產生感性認識，同時在講解過程中結合現(xiàn)實的立體物件，以解決由陌生感而產生疑問，從而激發(fā)學生的求知欲，讓學生找出他們缺乏的知識和“還不能夠處理”的情境。這時，教師就可針對學生的存在問題給予一一解答，讓學生成為學習的主體，學生有了興趣，學習起來又輕松又快。

6 強化結果法

成功感是學生學習的內在動力，我們在經(jīng)過一個階段的學習后，特別是實操課中，可在課堂上讓學生完成一些實際操作任務，檢驗學生學習成效，讓學生在檢驗自己的過程中，有自我成就感，從而強化學生的學習興趣。如：我們在完成對汽車結構原理及相關的知識介紹后，針對不同程度的學生，讓他們分成若干小組，對汽車外形的設計小組，讓學生著重點訓練NURBS曲線建模；在汽車的發(fā)動機建模小組，讓學生著重訓練精確尺寸的控制；在汽車座椅設計小組，重點鍛煉材質的處理方法；這樣分開設計，最后由教師組合和裝配，使學生的設計專心于某一點，使學生在實操過程中充分體驗到成功的喜悅，強化學習興趣。另外，可利用社會上的各類設計比賽，在教師的指導下，對一些實際設計問題進行探討與研究，讓學生在實踐操作中獲得成功感，這樣可大大強化學生的學習興趣。

總而言之，教學有法，但不定法。從機械設計專業(yè)三維建模課程特點出發(fā)，結合學校教育的特點，注意積累科學、合理、有效的教學方法來提高學生的學習興趣，是能否取得教學成效的關鍵。

參考文獻

[1] 林振海、陳傳鋒，《心理學》，廣東高等教育出版社

[2] 王蕙，《教育學》，廣東人民出版社